package com.algorithm.liyc.echa;

import com.algorithm.liyc.entity.TreeNode;

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

/**
 * 222.完全二叉树的节点个数
 * 给出一个完全二叉树，求出该树的节点个数。
 *
 * ● 树中节点的数目范围是[0, 5 * 10^4]
 * ● 0 <= Node.val <= 5 * 10^4
 * ● 题目数据保证输入的树是 完全二叉树
 *
 * 在完全二叉树中，除了最底层节点可能没填满外，其余每层节点数都达到最大值，并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层，则该层包含 1~ 2^(h-1)  个节点。
 *
 * 完全二叉树只有两种情况，情况一：就是满二叉树，情况二：最后一层叶子节点没有满。
 *
 * 对于情况一，可以直接用 2^树深度 - 1 来计算，注意这里根节点深度为1。
 *
 * 对于情况二，分别递归左孩子，和右孩子，递归到某一深度一定会有左孩子或者右孩子为满二叉树，然后依然可以按照情况1来计算。
 *
 * @author Liyc
 * @date 2024/1/5 16:07
 **/

public class Solution9 {
    /**
     * 普通二叉树
     * 递归法
     * @param root
     * @return
     */
    public int countNodes1(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        return countNodes1(root.left) + countNodes1(root.right) + 1;
    }

    /**
     * 普通二叉树
     * 迭代法
     * @param root
     * @return
     */
    public int countNodes2(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        Deque<TreeNode> deque = new LinkedList<>();
        deque.offer(root);
        int countNode = 0;
        while (!deque.isEmpty()) {
            int size = deque.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode treeNode = deque.poll();
                countNode++;
                if (treeNode.left != null) {
                    deque.offer(treeNode.left);
                }
                if (treeNode.right != null) {
                    deque.offer(treeNode.right);
                }
            }
        }
        return countNode;

    }

    /**
     * 完全二叉树
     * 满二叉树的结点数为：2^depth - 1
     * @param root
     * @return
     */
    public int countNodes3(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        int leftCount = 0;
        int rightCount = 0;// 这里初始为0是有目的的，为了下面求指数方便
        TreeNode left = root.left;
        TreeNode right = root.right;

        while (left != null) {// 求左子树深度
            left = left.left;
            leftCount++;
        }
        while (right != null) {// 求右子树深度
            right = right.right;
            rightCount++;
        }
        if (leftCount == rightCount) {
            return (2>>leftCount) - 1;// 注意(2<<1) 相当于2^2，所以leftDepth初始为0
        }

        return countNodes3(root.left) + countNodes3(root.right) + 1;
    }
}
